Deșeu radioactiv

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Jump to navigationJump to search
Deșeu radioactiv de activitate scăzută
Transport deșeu radioactiv de origine nucleară, Nevada, USA

Deșeurile radioactive sunt materiale rezultate din activități nucleare sau nenucleare pentru care nu s-a prevăzut nici o întrebuințare și care conțin sau sunt contaminate cu radionuclizi.[1] Deșeurile rezultate din activități nucleare (pe scurt, deșeuri nucleare) sunt deșeuri radioactive. În schimb, nu toate deșeurile radioactive sunt însă deșeuri nucleare, putând proveni din activități nenucleare.

Originea deșeurilor radioactive[modificare | modificare sursă]

De la descoperirea radioactivității, omul a dezvoltat activități nucleare în scopuri civile (cercetare, medicină, producere de energie electrică etc.) sau militare (arma nucleară). Una dintre consecințele acestor activități a fost apariția deșeurilor radioactive rezultate din activități nucleare care adaugă noi componente la fondul natural de radiații. Deșeurile radioactive rezultate din activități nucleare sunt deci un rezultat al erei atomice și reprezintă practic problema cea mai mare a energeticii nucleare (lăsând la o parte radiofobia dezvoltată în cadrul populației ca urmare a testelor și accidentelor nucleare).

Clasificare[modificare | modificare sursă]

În funcție de proveniență[modificare | modificare sursă]

Deșeurile radioactive brute cuprind reziduurile care provin din laboratoarele în care se lucrează cu substanțe marcate în toate stările de agregare. Tot deșeuri radioactive brute sunt considerate materialele solide și lichide (inclusiv apele de spălare) care sunt contaminate radioactiv în timpul lucrului cu izotopi radioactivi. Marea majoritate a deșeurilor radioactive brute provin din instalațiile corespunzătoare etapelor tehnologice ale ciclului combustibilului nuclear: obținerea combustibilului nuclear pur, producerea elementelor de ardere, precum și reprocesarea acestora după un anumit timp de iradiere în reactor, dezafectarea facilităților nucleare. În reactorul nuclear, în paralel cu reacția de fisiune în lanț, rezultă și produși de activare, ca urmare a unor reacții nucleare ce se produc asupra nucleelor atomilor materialelor de întecuire, susținere, răcire, etc. (care constituie, la rândul lor, deșeuri radioactive brute).

Reziduurile rezultate la tratarea deșeurilor radioactive brute - care se depozitează în deplină siguranță pentru biosferă - constituie deșeurile radioactive finite.

În funcție de activitatea specifică[modificare | modificare sursă]

Variația în timp a activității unei tone de combustibil nuclear epuizat rezultat dintr-un reactor cu apă ușoară sub presiune

Deșeuri radioactive de activitate scăzută (sub 0,1 Ci/m3): sunt deșeuri industriale sau din cercetare contaminate radioactiv (hârtii, cârpe, saci de plastic, mănuși etc.). De asemeni, orice tip de deșeu radioactiv ce nu poate fi încadrat în una din următoarele clase: combustibil nuclear epuizat (ca deșeu radioactiv de activitate mare), deșeuri ce conțin elemente transuraniene sau deșeuri rezultate în urma prelucrării minereului uranifer.

Deșeuri radioactive de activitate medie (0,1–104 Ci/m3): clasă întermediară, pot avea orice proveniență

Deșeuri radioactive de activitate mare (peste 104 Ci/m3): sunt materiale foarte radioactive, rezultate mai ales în urma reprocesării combustibilului nuclear epuizat. Termenul se referă la deșeurile lichide produse direct în reprocesare și la orice material solid derivat din aceste deșeuri lichide (de exemplu, în urma evaporării acestora), având o concentrație suficient de mare de produși de fisiune. Această clasă de deșeuri radioactive este supusă controlului strict, conform normelor naționale și internaționale în vigoare.

În funcție de timpul de viață[modificare | modificare sursă]

Deșeurile radioactive pot fi clasificate în funcție de timpul de înjumătățire al radioizotopilor conținuți în respectivul deșeu (de viață scurtă, medie lungă și foarte lungă).

În funcție de natura radiațiilor emise[modificare | modificare sursă]

În funcție de natura radiațiilor emise, deșeurile radioactive pot fi α–active sau β+γ–active.

Ținând cont de toate aceste elemente, Agenția Internațională pentru Energie Atomică (IAEA) a propus clasificarea deșeurilor radioactive după cum urmează:

Deșeuri ce conțin numai radionuclizi de viață scurtăDeșeuri ce conțin radioelemente de viață lungă
Nuclizi αNuclizi α+βγ
Tip ATip BTip C
Activitate inițială:

pentru perioade scurte

pentru perioade lungi

Mică sau medie

Nulă sau foarte mică

Mică sau medie

Mică sau medie

activitate superioară a 0,1 Ci/t, putere calorică inferioară a câteva sute de W/h

Foarte ridicată

Scăzută sau medie

Putere calorică ridicată

Volum mediu anual30 000 m32 000 m3100 m3
Proveniență – naturăLaboratoare, spitale, reactori nucleari

Deșeuri tehnologice: îmbrăcăminte, mănuși, hârtie

Rășini de epurare – materiale reformate

Uzine de fabricare a combustibilului MOX (U+Pu)

Uzine de retratare a combustibilului epuizat

Nămoluri – concentrate – carcase și teci ale combustibilului

Uzine de retratare ale combustibilului iradiat

- soluții vitrificate ale produșilor de fisiune

- produse insolubile

Combustibil stocat ca atare

Tip de stocareCentre de stocaj la suprafațăStocaj în situri geologice profunde, în galeriiStocaj în situri geologice profunde, după o “răcire” de 30–100 ani, în puțuri

Managementul deșeurilor radioactive[modificare | modificare sursă]

Deșeurile radioactive pot avea efecte nefaste asupra organismelor vii prin contaminarea internă sau externă pe care o pot produce. În concordanță cu Normele fundamentale de securitate radiologică,[2] protecția împotriva efectelor negative ale radiațiilor ionizante asupra omului și a mediului înconjurător se realizează prin:

  • interzicerea transferării în mediu a deșeurilor radioactive solide
  • interzicerea transferării în mediu a deșeurilor radioactive lichide și gazoase cu activități totale sau concentrații ale activităților superioare concentrațiilor maxime admise

Radionuclizii produși de om s-au adăugat radioactivității naturale în ultima sută de ani, având totuși o contribuție minoră comparativ cu acesta. Semnificație au radionuclizii produși din activități umane cu timpi de înjumătățire mari și foarte mari (produși de fisiune și produși de activare ai combustibilului nuclear sau a materialelor structurale). Combustibilul nuclear uzat (epuizat) reprezintă categoria de deșeuri radioactive cea mai periculoasă și trebuie gospodărită cu mare atenție.[3] În prezent există câteva metode/tehnici care conduc la reducerea riscurilor asociate:

Colectarea și identificarea deșeurilor radioactive[modificare | modificare sursă]

Aceste operații trebuiesc efectuate de preferință cât mai aproape de locul și momentul producerii acestora. Este indicat ca deșeurile radioactive să fie separate în funcție de nocivitatea acestora și să se evite, atât cît este posibil, amestecarea nuclizilor α–activi cu cei β+γ–activi (cu timpi de înjumătățire și radiotoxicități foarte diferite). Este recomandată – de asemenea – trierea deșeurilor în funcție de capacitatea lor de a fi decontaminate sau insolubilizate prin diferite tratamente. În timpul tuturor acestor operații, este necesar să se noteze și să se mențină compoziția chimică și activitatea, pentru a se menține omogenitatea.

Reducerea volumului[modificare | modificare sursă]

Tratamentul efluenților gazoși sau lichizi conduce la obținerea fie de corpuri solide, fie de soluții foarte concentrate care ulterior sunt transformate în deșeuri solide. Cu cât un deșeu are un volum mai mic, cu atât stocarea va fi mai ușoară și mai puțin costisitoare. În acest scop, pot fi utilizate mai multe procedee fizice sau chimice precum compresarea, incinerarea sau măcinarea.

Insolubilizarea și încorporarea în diverse materiale[modificare | modificare sursă]

Cu cât un radioelement se găsește într-o formă mai insolubilă, cu atât va fi mai lentă difuzia acestuia în contact cu soluțiile apoase. Astfel, chiar dacă coeficientul de solubilitate este scăzut, aceasta nu oferă suficiente garanții în privința radiotoxicității anumitor radioizotopi. Tratamentul chimic ce se realizează în vederea insolubilizării și precipitării produșilor radioactivi are drept scop protejarea cât mai mult timp posibil față de acțiunea apei și încetinirea proceselor de solubilizare și spălare. Se pune astfel problema încorporării deșeurilor radioactive în matrici adecvate (lianți hidraulici, bitumuri, (geo)polimeri).

Stocarea deșeurilor radioactive[modificare | modificare sursă]

Secțiune transversală prin straturile geologice ale sitului pentru depozitarea finală a deșeurilor radioactive, Yucca Mountain, SUA

Un colet conținând deșeuri radioactive nu poate fi abandonat în mediul ambiant, fie că emite sau nu o doză de radiație superioară normelor admise. Acestea trebuiesc protejate pe de o parte de intervenția întâmplătoare sau răuvoitoare a omului, iar pe de altă parte de degradarea apărută în urma acțiunii factorilor de mediu. În consecință, este necesară conceperea și realizarea de lucrări în vederea recepționării coletelor radioactive, supravegherea și protejarea acestora până când nocivitate lor ajunge la o limită acceptabilă. Durata protejării acestora este funcție de timpul de înjumătățire al radioizotopilor conținuți în deșeul respectiv:

  • deșeurile radioactive care conțin radionuclizi cu timp de înjumătățire mai mic sau cel mult egal cu cel a 137Cs (33 de ani) pot face obiectul stocării la suprafață;
  • pentru o activitate a superioară a 0,01 Ci/t (cauzată de prezența radioizotopilor a de viață lungă) este necesar să se realizeze un stocaj în situri geologice profunde.

Alegerea unei soluții exacte, care să țină cont de condițiile de depozitare în deplină siguranță a acestor deșeuri este foarte dificilă. Datorită dezintegrării lente a radioizotopilor cu perioadă mare de înjumătățire, se preconizează o acumulare importantă a acestor reziduuri, cu posibile repercusiuni negative în viitor. Din acest motiv, pentru stocarea deșeurilor cu timp de înjumătățire mare este necesară menținerea unui echivalent al dozei pentru persoanele din public mai mic decât 0,25 mSv/an, garantat pentru o perioada de peste 10 000 ani. Pentru respectarea acestei condiții, este necesară alegerea unui loc de depozitare care să îndeplinească o serie de condiții:

Criterii esențiale[modificare | modificare sursă]

Se referă la hidrogeologia sitului și la stabilitatea sa tectonică. Pentru a se minimaliza eventuala difuzie a radioelementelor prin straturile geologice, este necesar ca rocile să fie foarte puțin permeabile și să prezinte un gradient de sarcină hidraulică scăzut. Pentru a se realiza o modelare fiabilă a mișcărilor (direcție, viteză și intensitate), trebuie cunoscută cât mai bine hidrogeologia locală. Situl trebuie să aibă o bună stabilitate, astfel încât evenimentele geologice susceptibile să se producă (glaciații, mișcări verticale, seisme), să nu afecteze decât într-o manieră acceptabilă locul de stocare. Tehnicile moderne de explorare geologică a siturilor profunde permite nu numai descoperirea faliilor sau a altor accidente importante, dar și datarea lor în trecut. Această geocronologie prezintă un mare interes: cu cât o zonă este mai ferită de evenimente mai mult timp, cu atât stabilitatea sa va fi asigurată pentru un timp mai îndelungat.

Criterii importante[modificare | modificare sursă]

Includ proprietățile mecanice, geochimice, profunzimea minimală (300-700 m), proprietățile termice, absența de interes previzibil pentru o exploatare ulterioară.

Factorii favorabili[modificare | modificare sursă]

Sunt reprezentați prin coeficientul de diluție la drenaj, distanța față de sursele de apă, grosimea stratului utilizabil. Acești factori se traduc în alegerea unui strat geologic omogen cât mai gros cu putință.

Aspecte legislative[modificare | modificare sursă]

Încă din 1958, Comitetul științific al Națiunilor Unite pentru studiul acțiunii radiațiilor ionizante (UNSCEAR) au avut în vedere promovarea de acorduri internaționale în aceast domeniu. În 1960, Agenția Internațională pentru Energie Atomică (IAEA) a organizat la Monaco o conferință cu privire la deșeurile radioactive sub orice formă. Până în 1969, deșeurile radioactive au fost conservate în locurile în care acestea au fost produse, în condiții lăsate la aprecierea producătorilor. Cum însă problema a căpătat amploare în urma dezvoltării rapide a energeticii nucleare, statele s-au obligat să colecteze și să stocheze deșeurile radioactive în condiții satisfăcătoare de siguranță și radioprotecție. În urma presiunii opiniei publice, începând cu 1975 au început să se legifereze condițiile în care pot avea loc diferite activități nucleare și modul în care vor fi depozitate deșeurile radioactive de viață lungă.

În România sunt în vigoare următoarele legi care impun limitarea și controlul activității în domeniul managementului deșeurilor radioactive (Monitorul Oficial al României, 2000):

  • Legea 43/1995 privind ratificarea Convenției de Securitate Nucleară;
  • Legea 111/1996 privind desfășurarea în siguranță a activităților nucleare (reeditată în 1998);
  • Legea 137/1997 privind protecția mediului.

Note[modificare | modificare sursă]

  1. ^ Karin Popa, Doina Humelnicu, Alexandru Cecal. „Radioactivitatea mediului înconjurător, ed. MatrixRom, București, 2005”. 
  2. ^ „Normele fundamentale de securitate radiologica” (PDF). Accesat în . 
  3. ^ L Rodríguez-Penalonga, B. Yolanda Moratilla Soria. „A review of the nuclear fuel cycle strategies and the spent nuclear fuel management technologies, Energies 2017, 10, 1235”. 

Vezi și[modificare | modificare sursă]